ES2228487T3 - Instalacion de aspiracion para un motor de combustion interna. - Google Patents
Instalacion de aspiracion para un motor de combustion interna.Info
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Abstract
Instalación de aspiración constituida de forma modular para un motor de combustión interna con un módulo de distribución del aire (2) de plástico, que se puede conectar en una alimentación de aire del motor de combustión interna, con varios módulos de tubos de aspiración (6) de plástico de una pieza, separados en cada caso del módulo de distribución del aire (2) y fabricados a través de un procedimiento de moldeo por soplado o por medio de un procedimiento de fundición por inyección, los cuales están conectados, respectivamente, en uno de sus extremos (7) con el módulo de distribución del aire y que están asociados en cada caso a una cámara de combustión del motor de combustión interna, y con al menos un módulo de pestaña (9) de una pieza de plástico, con el que está conectado al menos uno de los módulos de tubo de aspiración (6) en su otro extremo del tubo (8) y que se pueden fijar en el motor de combustión interna.
Description
Instalación de aspiración para un motor de
combustión interna.
La invención se refiere a una instalación de
aspiración de plástico, que distribuye, en un motor de combustión
interna, el aire previsto a través de la alimentación de aire para
la combustión en el motor de combustión interna sobre cámaras de
combustión individuales del motor de combustión interna. La
invención se refiere, además, a un procedimiento para la
fabricación de una instalación de este tipo.
Habitualmente, una instalación de aspiración de
este tipo presenta un distribuidor de aire, que está conectado en
la alimentación de aire mencionada del motor de combustión interna
y en el que se acumula el aire alimentado o bien se distribuye
sobre tubos de aspiración individuales. Estos tubos de aspiración
desembocan en este caso en uno de los extremos en el distribuidor de
aire y en el otro extremo en la cámara de combustión del motor de
combustión interna que está asociada en cada caso. De una manera
más conveniente, para la conexión de los tubos de aspiración en las
cámaras de combustión o bien en el bloque del motor de combustión
interna está prevista una pestaña, que está conectada con los tubos
de aspiración respectivos.
Se conoce a partir del documento DE 42 16 255 A1
una instalación de aspiración del tipo mencionado al principio, cuyo
distribuidor de aire está configurado en una sola pieza con los
tubos de aspiración y está fabricado en la técnica de moldeo por
soplado. También el documento EP 0 567 702 B1 muestra una
instalación de aspiración de este tipo, cuyo distribuidor de aire
está configurado en una sola pieza con los tubos de aspiración y
está fabricado en la técnica de moldeo por soplado, siendo
inyectada integralmente una pestaña en los tubos de aspiración.
Se conoce a partir del documento EP 0 155 685 A2
una instalación de aspiración, cuyo distribuidor de aire está
conectado a través de tubos de aspiración con pestañas que, por su
parte, están fijadas en bancos de cilindros de un motor de
combustión interna. En este caso, los tubos de aspiración están
configurados de dos piezas y están constituidos en cada caso por
una sección superior de tubo curvada en forma de U, que está
conectada lateralmente en el distribuidor de aire, y por una
sección de prolongación esencialmente curvada que está conectada en
la pestaña respectiva. En este caso, los tubos de aspiración están
guiados de tal forma que los tubos de aspiración adyacentes se
cruzan por debajo del distribuidor de aire.
Se conocen a partir del documento EP 0 984 155 A2
y a partir del documento EP 0 984 156 A2 instalaciones de
aspiración, cuyos tubos de aspiración están compuestos en cada caso
por dos mitades complementarias.
Una instalación de aspiración de este tipo se
fabrica de plástico, especialmente por razones de peso, en los
modernos motores de combustión interna. Sin embargo, en virtud de
la forma curvada de los tubos de aspiración, la fabricación de la
instalación de aspiración es relativamente costosa. Una instalación
de aspiración conocida se forma, por ejemplo, por dos semipartes
complementarias, que están fabricadas en cada caso por medio de un
procedimiento de fundición por inyección y que presentan formas
complejas. Las dos semipartes presentan en este caso,
respectivamente, un componente del tipo de semicáscara de los tubos
de aspiración. Simplemente a través de la unión de las dos
semipartes se configuran completamente los tubos de aspiración.
Para la unión de las dos semipartes se realiza un procedimiento de
soldadura, especialmente un procedimiento de soldadura por
fricción, en el que se unen completamente entre sí collares de
soldadura que se extienden alrededor de las semipartes y alrededor
de cada semicáscara del tubo de aspiración. En el caso de una
instalación configurada de esta manera, debido a los collares de
soldadura, es necesaria una distancia mínima entre los tubos de
aspiración adyacentes, para poder realizar el procedimiento de
soldadura respectivo para la unión de las semipartes. La
instalación de aspiración conocida no se puede utilizar, por lo
tanto, para un motor de combustión interna configurado de una
manera especialmente compacta.
En otra instalación de aspiraciones fabrica al
menos una sección compleja, que contiene completamente los tubos de
aspiración, en una sola pieza como componente fundido por
inyección, con la ayuda de un procedimiento de fundición de núcleo.
Esta instalación de aspiración se puede configurar, en virtud de la
ausencia de los collares de soldadura, de tal forma que se puede
emplear también para motores de combustión interna relativamente
compactos. Sin embargo, una fundición por inyección con un
procedimiento de fundición del núcleo es intensiva de costes.
Además, en las instalaciones de aspiración de
plástico conocidas existe el inconveniente de que cualquier
modificación pequeña en la configuración de la instalación de
aspiración, para adaptarla a las condiciones de montaje, a los
tipos de motor o similares, va unida siempre con altos costes de las
útiles, puesto que las piezas fundidas por inyección configuradas
de forma compleja requieren útiles correspondientemente costosos y,
por lo tanto, caros.
La presente invención se ocupa del problema de
indicar para una instalación de aspiración del tipo mencionado al
principio una forma de realización, que se puede adaptar de una
manera relativamente económica a diferentes situaciones de montaje,
tipos de motor o similares.
Este problema se soluciona según la invención por
medio de una instalación de aspiración con las características de la
reivindicación 1.
La invención se basa en la idea general de
configurar los componentes individuales de la instalación de
aspiración, al menos el distribuidor de aire, los tubos de
aspiración y la pestaña, en cada caso como módulos de una sola
pieza, que se pueden conectar entre sí a modo de un sistema modular
para formar configuraciones discrecionales de la instalación de
aspiración. Especialmente, se pueden prever o fabricar diferentes
módulos de tubos de aspiración, módulos de distribución del aire y
módulos de pestaña, estando unificadas las partes de unión
respectivas o bien las interfaces de tal forma que los diferentes
módulos se pueden combinar de una manera múltiple entre sí.
La flexibilidad de una instalación de aspiración
constituida de esta manera es evidente, puesto que, por una parte,
para las modificaciones, que se refieren solamente a un componente
de la instalación de aspiración, solamente deben aplicarse los
costes de fabricación a este respecto, especialmente los costes de
los útiles, puesto que los demás componentes de la instalación de
aspiración se pueden continuar utilizando sin modificaciones. Por
otra parte, de esta manera resulta también la posibilidad de
fabricar instalaciones de aspiración configuradas paralelamente
diferentes. Por ejemplo, se pueden utilizar los mismos módulos de
tubos de aspiración tanto para un motor de 4 cilindros como también
para un motor de 8 cilindros. Mientras que en una instalación de
aspiración convencional, para la fabricación de dos formas de
realización diferentes se producen regularmente también los costes
de fabricación duplicados, en la instalación de aspiración según la
invención los costes para la fabricación de diferentes variantes
son considerablemente más reducidos. De esta manera se consigue
también una mayor flexibilidad para la configuración del motor de
combustión interna que es equipado de esta manera.
De acuerdo con una forma de realización
preferida, cada módulo de tubo de aspiración puede estar configurado
como pieza moldeada por soplado, es decir, que el módulo del tubo
de aspiración es entonces un componente fabricado por medio de un
procedimiento de moldeo por soplado. Para que el módulo de tubo de
aspiración se pueda fabricar como pieza moldeada por soplado, debe
estar constituido por un plástico, que presenta una viscosidad
correspondiente. Un módulo de tubo de aspiración configurado como
pieza moldeada por soplado presenta una superficie interior de
calidad especialmente alta, con lo que se puede configurar de una
manera óptima la circulación de través del módulo del tubo de
aspiración. Además, un procedimiento de moldeo por soplado se puede
variar de una manera especialmente económica para la configuración
de diferentes formas de la pieza moldeada por soplado fabricada de
esta manera. De una manera correspondiente, la fabricación de
diferentes variantes del módulo del tubo de aspiración y, por lo
tanto, de la instalación de aspiración es relativamente
económica.
De acuerdo con una forma de realización
especialmente ventajosa, cada módulo de pestaña puede estar
configurado como pieza moldeada por inyección, es decir, que el
módulo de pestaña es un componente fabricado por medio de un
procedimiento de fundición por inyección, siendo configurado este
módulo de pestaña de tal forma que se moldea por inyección de forma
integral en los módulos de tubo de aspiración correspondientes,
estando formado, además, el extremo respectivo del tubo del módulo
de tubo de aspiración respectivo de tal forma que se configura
entre el módulo del tubo de aspiración y el módulo de pestaña una
conexión por unión positiva. Se consigue una unión positiva de este
tipo porque la sección transversal del tubo se ensancha en la
dirección de la extensión, abarcando e incrustándose el material
inyectado de la pestaña en este ensanchamiento de la sección
transversal. Por medio de la medida según la invención, se conecta
el módulo de pestaña ya durante su fabricación con los módulos
correspondientes del tubo de aspiración, de manera que se suprimen
las etapas de montaje adicionales.
En otra forma de realización, que está adaptada a
un motor de combustión interna con dos bancos de cilindros,
especialmente a un motor V, pueden estar previstos dos módulos de
pestaña, que están asociados en cada caso a un banco de cilindros
del motor de combustión interna, estando dispuestos los módulos del
tubo de aspiración adyacentes entre sí y estando unidos de forma
alterna con uno de los módulos de pestaña y con el otro módulo de
pestaña. En particular, cada módulo de pestaña se puede extender a
lo largo de un lado del módulo de distribución del aire en paralelo
con el mismo, estando conectados los módulos del tubo de aspiración
correspondientes en una zona del módulo de distribución del aire en
una zona alejada de este lado con este módulo. En el caso de dos
módulos de pestaña se obtiene, por lo tanto, una constelación, en
la que los módulos de pestaña se extienden a lo largo de los lados
opuestos del módulo de distribución del aire y los módulos del tubo
de aspiración que están asociados a este módulo de pestaña se
extienden entre los módulos de pestaña, junto a los módulos del
tubo de aspiración que están asociados al otro módulo de pestaña.
Cada una de estas formas de realización presenta una estructura
especialmente compacta, que se puede conseguir de una manera
especialmente sencilla por medio de la instalación de aspiración
según la invención.
La flexibilidad de la instalación de aspiración
según la invención se puede incrementar porque también el módulo de
distribución del aire está constituido de forma modular y está
constituido por un módulo de la parte superior del distribuidor del
aire de una sola pieza y por un módulo de la parte inferior del
distribuidor de aire de una sola pieza, estando conectados los
módulos de tubo de aspiración con preferencia con el módulo de la
parte superior del distribuidor de aire.
El problema en el que se basa la invención se
soluciona también por medio de un procedimiento según la
reivindicación 11. Una ventaja especial de este procedimiento se ve
en que en cada conformación o bien unión de otro módulo, se pueden
corregir las desviaciones de la posición y las desviaciones de la
forma condicionadas por la tolerancia así como provocadas por
procesos de retracción, de manera que la instalación de aspiración
según la invención puede mantener finalmente tolerancias
relativamente estrechas.
Otras características importantes y ventajas de
la instalación de aspiración según la invención se deducen a partir
de las reivindicaciones dependientes, a partir de los dibujos y a
partir de la descripción correspondiente de las figuras con la
ayuda de los dibujos.
Se entiende que las características mencionadas
anteriormente y que se explican todavía a continuación no sólo se
pueden aplicar en la combinación indicada en cada caso, sino
también en otras combinaciones o de una manera exclusiva.
Un ejemplo de realización preferido de la
invención se representa en los dibujos y se explica en detalle en
la descripción siguiente.
Se muestra de forma esquemática lo siguiente:
La figura 1 muestra una vista en planta superior
sobre una instalación de aspiración según la invención.
La figura 2 muestra una vista lateral de acuerdo
con la flecha II en la figura 1 sobre la instalación de
aspiración.
La figura 3 muestra una vista frontal de acuerdo
con la flecha III en la figura 1 sobre la instalación de
aspiración, y
La figura 4 muestra una vista en sección de
acuerdo con la línea de intersección en la figura 1 a través de la
instalación de aspiración, estando omitidos los componentes de la
instalación de aspiración, que están dispuestos en la dirección de
la visión detrás del plano de intersección, para la simplificación
de la representación.
De acuerdo con las figuras 1 a 4, una instalación
de aspiración 1 según la invención presenta un módulo de
distribución de aire 2, que está constituido de forma modular y que
está constituido por un módulo de la parte superior 3 del
distribuidor del aire de una sola pieza según las figuras 2, 3, 4 y
por un módulo inferior 4 del distribuidor del aire de una sola
pieza según las figuras 2, 3, 4. El módulo de la parte superior 3
del distribuidor del aire y el módulo de la parte inferior 4 del
distribuidor del aire presentan en cada caso un collar o anillo 5
totalmente circundante que se distancia hacia fuera, en el que
están conectados entre sí los dos módulos 3 y 4.
En el lado superior del módulo de la parte
superior 3 del distribuidor están conectados varios, aquí seis
módulos de tubo de aspiración 6 de una sola pieza en cada caso o
bien están conectados con el módulo de la parte superior 3 del
distribuidor del aire y, por lo tanto, con el módulo de distribución
del aire. Cada uno de estos módulos del tubo de aspiración 6 está
asociado a un cilindro de un motor de combustión interna no
representado y sirve para la alimentación de aire de la cámara de
combustión correspondiente en cada caso. Mientras que los módulos
de distribución de aire 6 están conectados en uno de sus extremos 7
con el módulo de distribución del aire 2, están conectados con su
otro extremo del tubo 8 con un módulo de pestaña 9, que se puede
fijar en el motor de combustión interna. Con este fin, el módulo de
pestaña 9 presenta orificios de montaje correspondientes 10.
En la forma de realización representada en las
figuras, la instalación de aspiración está configurada para un
motor de 6 cilindros en V, de manera que están previstos de una
manera correspondiente dos módulos de pestaña 9, los módulos de
pestaña 9 se extienden en este caso, respectivamente, a lo largo de
un lado del módulo de distribución de aire 2. Los seis módulos del
tubo de aspiración 6 están dispuestos adyacentes entre sí y están
conectados de una manera alterna con uno o bien con el otro módulo
de pestaña. Además, los módulos del tubo de aspiración 6 de cada
módulo de pestaña 9 están conectados en cada caso en una zona del
módulo de distribución del aire 2, que está alejada del otro módulo
de pestaña 9, en el módulo de distribución del aire 2, con lo que
los módulos del tubo de aspiración 6 adyacentes se extienden por
encima del módulo de distribución del aire 2 paralelamente entre sí
y unos a lo largo de los otros. Como se puede deducir a partir de
las figuras 1 a 3, de esta manera se obtiene una forma de
construcción especialmente compacta para la instalación de
aspiración 1 según la invención.
En los módulos de pestaña 9 están recortados
alojamientos 11, en los que se puede montar una válvula de
inyección 12, como se indica en la figura 4.
El módulo de la parte superior 3 del distribuidor
del aire está equipado, además, en un lado frontal de la
instalación de aspiración 1 con una conexión 13, con la que se
puede conectar la instalación de aspiración 1 en un conducto de
alimentación de aire del motor de combustión interna. El aire
alimentado a través de este conducto de alimentación de aire de
esta instalación de aspiración 1 penetra en primer lugar en el
módulo de distribución del aire 2, se acumula allí y luego se
distribuye sobre los módulos de aspiración de aire 6 individuales,
desde donde el aire alimentado llega finalmente a las cámaras de
combustión del motor de combustión interna.
La fabricación de la instalación de aspiración 1
se realiza con preferencia de la siguiente manera:
En primer lugar se fabrican los módulos del tubo
de aspiración 6 a través de un procedimiento de fabricación
adecuado, por ejemplo un procedimiento de moldeo por soplado o un
procedimiento de fundición por inyección. A través de la
fabricación como módulos separados es posible variar la forma de los
módulos del tubo de aspiración 6 de una manera relativamente
sencilla, por ejemplo se pueden adaptar el diámetro del tubo, el
radio de curvatura y la longitud del tubo de esta manera a
diferentes configuraciones del motor de combustión interna.
Paralelamente a la fabricación de los módulos del tubo de aspiración
6, se pueden fabricar por separado el módulo de la parte superior 3
del distribuidor del aire y el módulo de la parte inferior 4 del
distribuidor del aire, por ejemplo por medio de un procedimiento de
fundición por inyección convencional.
Los módulos del tubo de aspiración 6, que están
asociados en cada caso a un módulo de pestaña 9, son insertados
entonces al menos con sus extremos de tubo 8 en un útil de
fundición por inyección y, dado el caso, son alineados. A
continuación, se puede desarrollar un procedimiento de fundición por
inyección, en el que se configura el módulo de pestaña 9
respectivo. En este caso, el extremo del tubo 8 de los módulos del
tubo de aspiración 6, que está asociado a la pestaña 9 respectiva,
está configurada de tal forma que durante el proceso de inyección
es engastado a ambos lados, es decir, por dentro y por fuera con
respecto al módulo del tubo de aspiración 6, por el material del
módulo de pestaña 9. Además, el espesor de la pared del módulo del
tubo de aspiración 6 se ensancha en este extremo del tubo 8, de
manera que se configura, en total, un anclaje de alta eficacia del
módulo del tubo de aspiración 6 en el módulo de pestaña 9. El
extremo del tubo 8 está conectado, por lo tanto, al menos en unión
positiva con el módulo de pestaña 9. Para configurar la unión entre
el módulo del tubo de aspiración 6 y el módulo de pestaña 9 de una
manera fija y hermética de alta calidad también durante un periodo
de tiempo útil largo, se coloca el módulo de pestaña 9 por medio de
un procedimiento especial en los módulos del tubo de aspiración 6
de tal forma que se configura una conexión por unión del material.
En este caso, los plásticos de los dos módulos 8 y 9 se funden entre
sí en la zona de unión a modo de un proceso de soldadura. Los
plásticos están seleccionados de una manera correspondiente
compatibles entre sí.
A continuación se conectan los otros extremos de
los tubos 7 de los módulos de tubos de aspiración 6 con el módulo de
la parte superior 3 del distribuidor del aire, a cuyo fin la
conexión del módulo del tubo de aspiración 6 en el módulo de
distribución de aire 2 está configurada como conexión de enchufe. El
extremo del tubo 7, que está asociado al módulo de distribución del
aire 2, está configurado a tal fin como racor exterior, y el módulo
de la parte superior 3 del distribuidor del aire presenta un racor
interior 14. Los racores 7 y 14 acoplados uno dentro del otro se
pueden conectar entonces entre sí, siendo aplicado con preferencia
un procedimiento de soldadura, para configurar una unión lo más
íntima posible, con preferencia por unión del material o unión
química entre el módulo del tubo de aspiración 6 y el módulo de
distribución del aire 2. De la misma manera, se puede configurar
una unión adhesiva o una unión por retracción o una combinación de
diferentes técnicas de unión. Antes o durante la unión del módulo
de distribución del aire 2 a los módulos del tubo de aspiración 6
se puede realizar, dado el caso, una alineación de los componentes
de la instalación de aspiración.
Por último, se puede unir el módulo de la parte
inferior 4 del distribuidor de aire con un procedimiento
convencional de soldadura por fricción en el módulo de la parte
superior 3 del distribuidor del aire. Está claro que la unión de los
dos módulos 3 y 4 del módulo de distribución del aire 2 se puede
realizar aquí ya previamente, de manera que se conecta de una
manera correspondiente el módulo de distribución de aire 2 completo
con los módulos del tubo de aspiración 6.
Claims (11)
1. Instalación de aspiración constituida de forma
modular para un motor de combustión interna con un módulo de
distribución del aire (2) de plástico, que se puede conectar en una
alimentación de aire del motor de combustión interna, con varios
módulos de tubos de aspiración (6) de plástico de una pieza,
separados en cada caso del módulo de distribución del aire (2) y
fabricados a través de un procedimiento de moldeo por soplado o por
medio de un procedimiento de fundición por inyección, los cuales
están conectados, respectivamente, en uno de sus extremos (7) con
el módulo de distribución del aire y que están asociados en cada
caso a una cámara de combustión del motor de combustión interna, y
con al menos un módulo de pestaña (9) de una pieza de plástico, con
el que está conectado al menos uno de los módulos de tubo de
aspiración (6) en su otro extremo del tubo (8) y que se pueden
fijar en el motor de combustión interna.
2. Instalación de aspiración según la
reivindicación 1, caracterizada porque el procedimiento de
fundición por inyección, utilizado para la fabricación de los
módulos de tubo de aspiración (6), trabaja con una técnica de
corredera giratoria o con una técnica de semicáscaras.
3. Instalación de aspiración según una de las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque cada módulo de
pestaña (9) está configurado como pieza moldeada por inyección, es
decir, como un componente fabricado por medio de un procedimiento
de fundición por inyección, que está inyectado integralmente en al
menos un módulo de tubo de aspiración (6), estando formado el
extremo respectivo del tubo (8) del módulo de tubo de aspiración
(6) de tal forma que entre el módulo de tubo de aspiración (6) y el
módulo de pestaña (9) se configura una conexión por unión
positiva.
4. Instalación de aspiración según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque están previstos
dos módulos de pestaña (9), que están asociados en cada caso a un
banco de cilindros del motor de combustión interna, estando
conectados los módulos de tubo de aspiración (6) dispuestos
adyacentes de forma alterna con uno de los módulos de pestaña (9) y
con el otro módulo de pestaña (9).
5. Instalación de aspiración según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el módulo de
pestaña (9) se extiende a lo largo de un lado del módulo de
distribución del aire (2) en paralelo al mismo y porque al menos un
módulo de tubo de aspiración (6) está conectado en una zona alejada
de este lado del módulo de distribución del aire (2) con este
módulo.
6. Instalación de aspiración según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque los módulos de
tubo de aspiración están conectados en cada caso en el lado
superior del módulo de distribución de aire (2) con este
módulo.
7. Instalación de aspiración según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque cada módulo de
tubo de aspiración (6) está conectado por medio de un procedimiento
de soldadura con el módulo de distribución de aire (2).
8. Instalación de aspiración según una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque el módulo de
distribución de aire (2) está constituido de forma modular y está
constituido por un módulo de la parte superior (3) del distribuidor
de aire de plástico y por un módulo de la parte inferior (4) del
distribuidor del aire de plástico, estando conectados los módulos de
tubo de aspiración (6) con el módulo de la parte superior (3) del
distribuidor de aire.
9. Instalación de aspiración según una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque los módulos (2,
3, 4, 6, 9) están fabricados de plástico de poliamida.
10. Instalación de aspiración según una de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque los módulos (2,
3, 4, 6, 9) están fabricados de plástico reforzado con fibras,
especialmente reforzados con fibras de vidrio o reforzados con
fibras de carbono, especialmente de plástico de poliamida.
11. Procedimiento para la fabricación de una
instalación de aspiración según una de las reivindicaciones 1 a 10,
caracterizado porque los módulos de tubos de aspiración (6)
se fabrican por medio de un procedimiento de moldeo por soplado,
porque los extremos de los tubos (8) asociados a un módulo de
pestaña (9) son insertados en un molde de fundición por inyección,
porque para la configuración de este módulo de pestaña (9) se
realiza un procedimiento de fundición por inyección, en el que los
extremos de los tubos (8) insertados en el molde de fundición por
inyección son incrustados en el material del módulo de pestaña (9),
y porque los extremos de los tubos (7) asociados al módulo de
distribución del aire (2) se conectan con el módulo de distribución
del aire (2).
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